如图所示,半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直放置,A与圆心O等高,B为轨道的最低点,该圆弧轨道与一粗糙直轨道CD相切于C,OC与OB的夹角为53°。一质量为m的小滑块从P点静止开始下
◎ 题目
如图所示,半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直放置,A与圆心O等高,B为轨道的最低点,该圆弧轨道与一粗糙直轨道CD相切于C,OC与OB的夹角为53°。一质量为m的小滑块从P点静止开始下滑,PC间距离为R,滑块在CD上所受滑动摩擦力为重力的0.3倍。(sin53°,cos53°=0.6)求: (1)滑块从P点滑到B点的过程中,重力势能减少多少? (2)滑块第一次经过B点时对轨道的压力大小; (3)为保证滑块不从A处滑出,PC之间的最大距离是多少? |
◎ 答案
(1)1.2mgR;(2)2.8mg;(3)1.2R |
◎ 解析
试题分析:(1)设PC间的垂直高度为h 由几何关系得h1=Rsin53°=0.8R,CB间的竖直高度h2=R-Rcos53°=0.4R ∴PB间高度差h=h1+h2=1.2R,所以滑块从P滑到B减少的重力势能为△Ep=mgh=1.2mgR; (2)对B点,由牛顿第二定律知 从P到B,由动能定理: 联立解得 F=2.8mg; 设PC之间的最大距离为L时,滑块第一次到达A时速度为零,则对整个过程应用动能定理 mgLsin53°+mgR(1-cos53°)-mgR-0.3mgL=0 代入数值解得 L=1.2R |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直放置,A与圆心O等高,B为轨道的最低点,该圆弧轨道与一粗糙直轨道CD相切于C,OC与OB的夹角为53°。一质量为m的小滑块从P点静止开始下…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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